Je leest:

Muziek maken op microschaal

Muziek maken op microschaal

Auteur: | 24 september 2010

Snaren die een fractie van een mensenhaar dik zijn, met microgewichtjes eraan om te kunnen tokkelen: onderzoekers en studenten van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd het eerste muziekinstrument te bouwen met micrometer afmetingen -een ‘micronium’-, dat hoorbare tonen produceert. Speciaal voor dit micro-instrument is een muziekstuk gecomponeerd dat op zondag 26 september wordt uitgevoerd.

Eerdere muziekinstrumenten met deze minieme afmetingen produceerden alleen tonen die niet voor mensen hoorbaar zijn. Dankzij een slimme constructie zijn UT-studenten van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie erin geslaagd wél hele toonladders te produceren die na versterking hoorbaar zijn. Ze maken daarvoor gebruik van de mogelijkheden van micromechanica: het bouwen van bewegende structuren met afmetingen in het micrometerbereik (een micrometer is een duizendste millimeter).

De microtonen worden aangeslagen met een keyboard.
Universiteit Twente

Deze minuscule apparaatjes zijn te bouwen dankzij de ultraschone omstandigheden in een clean room en de geavanceerde etstechnieken die daar voorhanden zijn. “Vergelijkbare technologie zie je bijvoorbeeld in de Wii spelcomputer, om je bewegingen te detecteren, of in sensoren voor airbags”, aldus promovendus Johan Engelen die het studentenproject heeft bedacht en begeleid.

Stemmen

Het muziekinstrumentje bestaat uit veren die slechts een tiende van een mensenhaar dik zijn en die in lengte variëren tussen een halve en een hele millimeter. Aan deze veren hangt een massa van enkele tientallen microgrammen. Die massa krijgt een zetje dankzij zogenaamde comb drives: kleine kammetjes die precies in elkaar vallen en die onder invloed van een elektrische spanning ten opzichte van elkaar gaan schuiven. Zo worden de klanken ‘getokkeld’. De massa gaat trillen met een maximale uitslag van slechts een paar micrometer.

Het massa-veer systeem voor één enkele toon: het centrale vierkante deel is de massa, links en rechts daarvan zijn de kammetjes te zien en onder en boven de veren. De opname is gemaakt met een Scanning Electron Microscope (SEM).
Universiteit Twente

Die minieme beweging is goed te meten en levert een toon op. Elke toon heeft zijn eigen massa-veersysteem en op een chipje passen zo zes tonen. Door meerdere chips te combineren is een groter bereik te krijgen. “Het stemmen bleek de grootste uitdaging”, aldus Engelen. “Daarvan kunnen we veel leren voor het fabriceren van andere bewegende structuren. Bovenal is dit een prachtig project om studenten kennis te laten maken met micromechanica en cleanroom technieken.”

Bovenaanzicht van de chip met zes massa-veersystemen die elk een toon genereren.
Universiteit Twente

Concert

Het micronium speelt een hoofdrol bij de opening van een tweedaags wetenschappelijk congres over micromechanica, op maandag 27 en dinsdag 28 september in Atak in Enschede. Speciaal voor het instrument is een compositie geschreven, “Impromptu no.1 voor micronium” door Arvid Jense, die MediaMusic studeert aan het conservatorium in Enschede. Dit werk wordt uitgevoerd door een ensemble van conservatoriumstudenten, met ook gewone muziekinstrumenten. De uitvoering vindt plaats op 26 september in Atak in Enschede.

Bekijk (en beluister) in dit filmpje een demonstratie. De ‘micromuziek’ begint ongeveer vanaf minuut 6.

Dit artikel is een publicatie van Universiteit Twente.
© Universiteit Twente, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 24 september 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.